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MEMOIRE DESCRIPTIF " Moteur Hydraulique "
Les turbines à impulsions ordinaire.
(roues Pelton) alimentées par un ajutage unique ont généralement un nombre de tours spécifique n.B de 25 à 30. Des nombres de tours spécifiques plus élevés sont difficile à réaliser aveo un ajutage unique, étant donné qu'alors le jet d'eau devient trop gros par rapport au diamètre de la roue,, ce qui est d'une in flaonce très désavantageuse sur le rendement du moteur*
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four des débite plus importants il convient tond de juxtaposer plusieurs ajutages respectivement plusieurs roues à aubes sur un arbre,
Le nombre de tours spéci- tique augmente alors en fonction avec la racine carrée du nombre d'ajutages} il se montera donc à 50-60 lors de l'emploi de quatre ajutages. 0'est là l'obstaole principal qui s'oppose à l'emploi de turbines à impul- .Ion pourtant très avantageux lorsqu'on se trouve en présence de grands débit- et de faibles chutes*
Cette invention se propose d'obvier aux inconvénients précités des turbines à impulsion et elle y parvient par l'emploi d'un moteur hydrauli- que dont la particularité essentielle réside en ce que la roue à aube est soumise sur toute sa circonfé- ronce à un jet de tourbillon de section annulaire axial par rapport à ladite roua,
dont la surface de section annulaire à l'entrée dans la roue,, coïncide avec la surface annulaire balayée par les arêtes d'entrée des aubes de la roue.
Une autre particularité propre à ce mo- teur consiste encore dans la formation du jet de tour- billon qui t'opère en imprimant à l'eau par une entrée tangentielle dans une enveloppe en spirale un mouvement de rotation et dans l'écoulement des couches inté- rieures du tourbillon annulaire ainsi formé par-dessus l'arête d'une ouverture circulaire percée dans la paroi latérale de 'enveloppe en spirale axialement par rapport au tourbillon.
En conformité avec ce principe, l'enve- loppe en spiral* pourrait en vue de la fondation des deux jets de tourbillon être percée sur ses deux faces latérales d'ouvertures circulaires et une roue à aube pourrait être disposée on regard de chaque ouverture.
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Le dessin annexé représente en: Fige 1 une ooupe longitudinale démon- trant la formation du jet de tourbillon,
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Figkl E3 est une ooupe axiale correspon- dante pratiquée dans -enveloppe. '
Fig. 3 et 4 montrent schématiquement deux formes d'exécution différentes des parties es- sentie liée du nouveau moteur.
L'enveloppe (fig, 1 et 2) est constituée par les deux parois latérales planes 1 et 2 et par une
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parolaentretoàse en spirale 3. La tubulure 4 amena 1 , eau suivant la tangente; cette colonne d'eau sa trouve déviée suivant un oerole par la paroi-entretoise 3 et elle reçoit sa vitesse Cà l'endroit où la pression est
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égale â zéro, o'est-Aµ,dire où elle est en contact Immédiat avec l'air+ L'eau circulant dans l'enveloPPé 'Uit les lois dpuxa véritable tourbillon; o'e8dlre à Qh que point le prodult r Ou de la distance de lease et 4e la vitesse olroontérentlello est constant,* Il existe donc une distance axiale minima dans laquelle ne se trouve aucune eau.
L'espace circulaire central est par oonséquent vide d'eau* L'eau en continuant à pénétrer détermine une réduction progressive du diamètre intérieur du tourbillon annulaire juoqu'à ce qu'il soupasse le dia- mètre de la fenêtre circulaire 5 pratiquée dans la
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paroi latérale 2o L'eau déborde alors selon une @eotion annulaire par-dessus 1 ar'te de la fenêtre d'évacuation avec la vitesse tangentielle ou Les filets dteau sont
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donc dirigés tangentiellement par rapport à la etreonn férenoe du cercle d'évacuation (fige 1) et sous un
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ongle " par rapport à la paroi 2 (t1g-Z)
- Ils forment dans leur ensemble un hyperbolotdo à une ooquille dont les aiymp%9àoo renfestent l'angle 2 eL .
Par cette disposition on proàuit donc un jet de tourbillon dont les différents fileta d'eau représentent, abstraction faite de changement de forme, tous l'influence de la pesanteur des lignes droites in-
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clinées toutes sous le m&nce angle d par rapport au plan de la section d'évacuation,, ces filets ayant tout la vitesse de chute 2 diaizude des pertes de charge relativement faibles.
Sur l'axe de la fenêtre d'évacuation 5 est placée la roue à aube$ 7 (fig.3) dont les aubes
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sont aonfon60e de façon particulière en vue de se papy- %or à une admission pleine dans la direction décrite*
Fige 4 représente une tome d'exécution particulière dans laquelle les deux parole latérales 1 et 2 de l'enveloppe en apirale sont percées d'ouver-,
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trun. olro'Q1alre8. En regard de ohaque ouverture se trouve placée une roue à aube 7, 8. A part l'admission double cette disposition présente l'avantage que les
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pou"." .&x1ale. dee deux roues se contrebalancent.
Le courant d'eau expulsé par les roues à aubes affecte pour les différents régimes les formes caractéristique* suivantes:
1 - Marche à vide; la colonne d'eau d'-
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évacuation conserve sa tonna hyperboloïde tc*t occme .'11 ato avait aucune roue à aube a*
2 - Roue à aubes bloquée; le jet d'eau dévié par les aubes de roues bloquées forme un corps renversé par rapport au premier et subdivisé parles aubea.
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3 - Nombre de tours correspondant: le jet de tourbillon est dévié dans ses différente élé
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mente suivant la cureetlon miale par les aubes de la roue et il quitte oelle-et nous fome d'une nappe d'0aU à vitesse presque nulle qui apparalt très d1stlnote. ment tordue dans l'un ou l'antre sens aussitôt que
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le nombre de tours correspondant est d,pat3â. ou n'est pas atteint.
Le réglage de l'alimentation s'opère par une réduction de l'orifice de la tubulure 4 (aju-
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tage à aiguillap etooo). On modifie de oette sorte la quantité d'eau admise Q et la vitesse d'évacuation axiale ca tandis que la vitesse d'évacuation absolue
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o reste Invariable. L'épaiSseur 4e paré! du jet do tourbillon se réduit et l'an61e d'évacuation Je; des fl. lets d'eau devient plus aigu, il ssn8tit qu'en chot3 sissent un profil convenable pour la construction des aubes le rendement augmente à mesure que la quantité d'eau admise se réduit.
Le moteur hydraulique peut être construit aveo un arbre moteur perpendiculaire
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ou horizontal* Au lieu à'Une seule tubulure dtal1men tation 4 on pourrait en disposer plusieurs sur la cir-
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conférence de l'enveloppe. La sortie de l'oda de 1 er, veloppe au lieu de se produire sur la face latérale pourrait se produire également à travers une fente pra- tiquée dans la paroi frontale-*La roue à aubes pourrait en outre être disposée pour que ses aubes ne soient pas frappées axialement comme dans la fig.
4' qu'allée
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soient au contraire traversées radialementi
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Sans s'écarter du principe exposé la formation du tourbillon annulaire pourrait être réali- sée de toute autre manière que celle représentée* Ainsi 11 pourrait âtre produit par exemple dans un guidage en spirale disposéà une plus grande distance de la roue' aubes et il pourrait Atre transporté vers celle- ci dans une conduite de tuyau profilée convenablement? dans ce cas la roue à aube? ne fonctionnerait plus comme sous à impulsion,
mais comme roue d'une turbine à surpression avec tuyau d'aspiration*
En résumé les propriétés et avantages du moteur hydraulique établi selon le principe de cette invention sont les suivants:
1 - Grande capacité d'absorption combi- née avec un nombre de tours spécifique élevé et partant, possibilité d'appliquer la roue à impulsion d'un fonc- tionnement correct pour des chutes faibles à partir de 2n et des débita élevés*
2 - Réduction des pertes de charge dues ., au frottement étant donné qu'il n'y a ni ajutage ni aubes directrices*
3 - Construction simple et peu coûteurse, ,. suppression d'un appareil directeurs.
4 - Rendement maintenu à son niveau élevé en dépit d'un abaissement de la quantité d'eau admise.
5 - Réglage simple à l'aide exclusif d'- aiguillas de réglage ou autres organes analogues.
6 - Facilita d'établir des roues Subies avec compensation des poussées axiales et possibilité d'absorption double,,